[发明专利]智能功率模块及其的驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及智能功率模块技术领域，特别涉及一种智能功率模块的驱动电路以及一种智能功率模块。

背景技术

智能功率模块是一种将电力电子和集成电路技术结合的功率驱动类产品。智能功率模块把功率开关器件和高压驱动电路集成在一起，并具有过电压、过电流和过热等故障检测电路。智能功率模块一方面接收MCU(Micro Control Unit，微控制单元)的控制信号，驱动后续电路工作，另一方面将检测的系统的状态信号发送给MCU。与传统分立方案相比，智能功率模块以其高集成度、高可靠性等优势赢得越来越大的市场，尤其适合于驱动电机的变频器和各种逆变电源，是变频调速、冶金机械、电力牵引、伺服驱动、变频家电的一种理想电力电子器件。

相关技术中，如图1所示，采用光耦实现第一HOIC管的高电压与LVIC管的低电压的隔离。但是采用该隔离结构使得智能功率模块的驱动电路的电路结构非常复杂，并且需要配置三个体积较大且装配工艺不同于其它半导体芯片的光耦管，使得智能功率模块的体积较大、制造工艺复杂，并且成本比较高。

另外，由于智能功率模块的驱动电路由多个不同的元器件组成，如图1所示，智能功率模块的驱动电路包括5个元器件(光耦管01、光耦管02、光耦管03、第一HOIC管和第二HOIC管)，即使将光耦管01和LVIC管集成在一起，也需要4个元器件，多个元器件的组合必然造成不一致性，而智能功率模块的U相、V相、W相理论上需高度一致，因此，使得智能功率模块无论是个体上还是个体间都会出现不一致性，这种不一致性造成了智能功率模块驱动算法设置上的困难，甚至会在特定工况下出现不可避免的偏差，造成系统异常保护，严重时会造成系统失控，带来安全隐患。

因此，需要对智能功率模块的驱动电路进行改进。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种智能功率模块的驱动电路，通过单个DMOS管实现电平信号的转换，使驱动电路简单可靠，并提高了一致性。

本发明的另一个目的在于提出一种智能功率模块。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种智能功率模块的驱动电路，包括第一至第三同步电平转换电路，所述第一至第三同步电平转换电路的电路结构相同且每个同步电平转换电路包括：双脉冲发生电路，所述双脉冲发生电路的电源正端与所述智能功率模块的低压区供电电源正端相连，所述双脉冲发生电路的电源负端与所述智能功率模块的低压区供电电源负端相连，所述双脉冲发生电路的信号输入端对应与所述智能功率模块的U、V、W相上桥臂输入端相连，所述双脉冲发生电路在其信号输入端输入信号的上升沿和下降沿分别产生第一窄脉冲信号和第二窄脉冲信号，其中，所述第一窄脉冲信号通过所述双脉冲发生电路的第一输出端输出，所述第二窄脉冲信号通过所述双脉冲发生电路的第二输出端输出；第一DMOS管，所述第一DMOS管在所述第一窄脉冲信号或所述第二窄脉冲信号的控制下导通；信号还原电路，所述信号还原电路的输入端与所述第一DMOS管的漏极相连，所述信号还原电路将所述第一窄脉冲信号和第二窄脉冲信号对应还原成相对于所述驱动电路的VS1端、VS2端、VS3端的电平信号；高压区输出电路，所述高压区输出电路的输入端与所述信号还原电路的输出端相连，所述高压区输出电路对应将相对于所述驱动电路的VS1端、VS2端、VS3端的电平信号进行放大。

根据本发明实施例的智能功率模块的驱动电路，通过单个DMOS管实现电平信号的转换，以使驱动电路在同一芯片中实现，有效避免使用多个芯片组合导致的不一致性，从而提高了驱动电路的一致性，降低了装配难度和成本，并且缩小了智能功率模块的体积。另外，由于智能功率模块的一致性得到提高，使得智能功率模块的驱动算法要求大幅降低，从而提高了智能功率模块的普适性和健壮性，避免了因多个芯片组合导致的不一致性使智能功率模块的驱动算法不匹配而导致的系统失控。

根据本发明的一个实施例，所述双脉冲发生电路的第一输出端与所述第一DMOS管的栅极之间还连接有串联的第一非门和第二非门，所述双脉冲发生电路的第二输出端与所述第一DMOS管的栅极之间还连接有串联的第三非门和第四非门。